（管理科学与工程专业论文）供应链环境下的库存管理及优化研究.pdf

东南人学硕l ：学位论文摘要 摘要 供应链环境f 的库存问题是供应链管理的重要内容之一。供应链的库存量不仅影响着单 一企业的综合成本，也制约着整条供应链的性能，是实现供应链集成管理的芙键所在。 冈 此，有效地应用各种库存策略，进行供应链库存管理技术的优化，对于减少供庵链中的库存 成本，提高产品生产效率和客户服务水平，具有十分重要的研究意义。 本文在概述供应链管理相关理论、方法和供应链环境下典型的库存管理方法的基础上， 通过对供应链库存成本结构的分析，研究了供应链环境下的两级和多级库存管理模型。全文 主要研究内容如下： ( 1 ) 详细介绍了供应链两级库存和多级库存的研究现状，分析了供应链环境下典型的 库存管理方法，为下文进一步研究供应链环境下两级库存和多级库存优化问题奠定了基础。 ( 2 ) 在两级供应链库存管理方面，首先提出了一种需求不确定的供应链库存优化模型。 在需求不确定的基础上，考虑供应和需求都不确定的情形，分别建立了供应商和零售商的库 存模型，同时提出了一种利润分配机制，使供应链上供应商和零售商的库存成本都减少，从 而优化供应链的整体库存水平。 ( 3 ) 提出了串行系统的多级供应链库存管理模型，运用迭代法详细地探讨了其求解方 法，从而能够确定供应链上各级节点企业的最优订货批量和最高库存数量。 ( 4 ) 提出了种允许缺货的易变质产品的多级库存管理模型，该模型在考虑产品变质 和允许零售商缺货的情况下，分析零售商和制造商的最优订货周期。最后通过算例说明了模 型的应用，并进一步分析了参数变化对最优订货周期和供应链各级成本的影响情况。 ( 5 ) 提出了一种多产品多级供应链库存优化模型，该模型在满足供应链上各节点企业 订单执行率的条件下，通过确定最优订购批量，有效地控制库存量，实现供应链的总库存成 本最小化。 关键词：供应链管理；库存优化；多级库存；不确定性；多产品 东南大学硕i ：学位论义摘要 a b s t r a c t i n v e n t o r ym a n a g e m e n ti st h ei m p o r t a n tc o n t e n to ft h es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，t h e i n v e n t o r yq u a n t i t yn o to n l ya f f e c t st h ec o s to f ac o m p s u y ，b u ta l s oa f f e c t sa l lc o m p a n i e si ns u p p l y c h a i n i tb e c o m e st h ek e y 最咖w h e t h e rt h ec o m p a n i e si ns u p p l yc h a i nc a f f yo nc o o p e r a t i o no r n o lt h ee n t e r p r i s ec o u l dn o to n l yr e d u c ec o s tb u ta l s oi m p r o v ec u s t o m c l ss a t i s f a c t i o nb y e f f e c t i v ei n v e n t o r ym a n a g e m e n t , s oi ti sv e r yi m p o r t a n tt om a k es t r a t e g yo fi n v e n t o r yt oo p t i m i z e s u p p l yc h a i n b a s e d0 1 1i n t r o d u c i n gt h et h e o r yo fs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ta n dt h ec l a s s i cm e t h o d so f i n v e n t o r ym a n a g e m e n ti nt h es u p p l yc h a i n ，t h ea u t h o ra n a l y z e st h es t r u c t u r eo f i n v e n t o r yc o s ta n d r e s e a r c h e st h em o d e l so ft w o e c h e l o ni n v e n t o r ya n dm u l t i - e c h e h i ni n v e n t o r yi nt h es u p p l yc h 豳 t h en l a i nc o n t e n t so f t h i st h e s i sa r ea sf o l l o w e d ： ( 1 ) t h er e s e a r c h i n ga c t u a l i t yo ft w o - c e h e h i ni n v e n t o r ya n dm u l t i - e c h e l o ni n v e n t o r ya t e i n t r o d u c e da n dt h ec l a s s i cm e t h o d so fi n v e n t o r ym a n a g e m e n ta r ea n a l y z e d t h i sp r o “d e sab a s e o ns t u d y i n gt w o - e c h e l o ni n v e n t o r ya n dm u l t i - e c h e l o ni n v e n t o r y ( 2 ) i nt h ea s p e c to ft w o - e c h e l o ni n v e n t o r ym a n a g e m e n t ，at w o - e c h e l o ns u p p l yc h a i n o p t i m i z a t i o nm o d e lu n d e ru n c e r t a i nd e m a n d i sr e s e a r c h e d t h e ni ts t u d i e st h em o d e lo fi n v e n t o r y i nd e t a i lw h i c hb o t hs u p p l ya n dd e m a n da r eu n c e r t a i n ，am e a s l l r et od i s t r i b u t ep r o f i ti sg i v e n a n e x a m p l ed e m o n s t r a t e st h a tt h em o d e lc a ns o l v et h ep r o b l e mo fu n c e r t a i n t ya n do p t i m i z e st h e w h o l ei n v e n t o r yl e v e l ( 3 ) i tt a k e se x a m p l ef o rs e r i a ls y s t e mi n v e n t o r y , ac o m n l o um o d e lo f m u l t i - i n v e n t o r ya n di t s s o l u t i o na t ed e v e l o p e d ，i tc a l ld e c i d et h eb e s to r d e r i n gq u a n t i t ya n dt h eh i g h e s ti n v e n t o r yq u a n t i t y t h em e t h o dt os o l v et h em o d e li si n t r o d u c e di nd e t a i l ( 4 ) a ni n v e n t o r ym a n a g e m e n tm o d e lf o rd e t e r i o r a t i n gi t e m sw i ms h o r t a g ei nam u l t i - e c h e l o n s u p p l yc h a i ni sd e v e l o p e d t h em o d e lc a ne d u c et h eb e s to r d e r i n gc y c l e so f p r o d u c e ra n dr e t a i l e r an u m e r i c a le x a m p l ea n di t so p t i m a ls o l u t i o na r cg i v e nt oi l l u s t r a t et l l em o d e l ( 5 ) f i n a l l y , am u l t i - p r o d u c tm u l t i - e c h e l o ni n v e n t o r ym a n a g e m e n tm o d e li ns u p p l yc h a i ni s d e v e l o p e d a c c o r d i n gt od e c i d et h eb e s to r d e r i n gq u a n t i t y , t h em o d e lc a dm i n i m i z et h et o t a lc o s t o f s u p p l yc h a i n k e y w o r d s ：s u p p l yc h a i l lm a n a g e m e n t ；i n v e n t o r yo p t i m i z a t i o n ；m u l t i - e c h e l o ni n v e n t o r y ； u n c e r t a i n t y ；m u l t i - p r o d u c t s i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以拓注积致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 勉日期：出丞出e 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名： 2 丛 导师签名：研究生签名： 善旌 导师签名：期： 东南人学硕l 。学位论文第一市缔论 1 1 研究背景 第一章绪论 进入2 l 世纪，企业面临着新的竞争环境：技术发展日新月异、市场和劳务竞争全球化、 用户的要求越来越多样化、产晶研发的投入越来越大。在全球经济一体化的大环境下，由于 市场的波动性，预测的准确性受到了很大的影响，从而增加了企业的库存量，导致库存费用 往往i i 到企业总成本的2 0 - - 4 0 ( 陈启申，2 0 0 2 ) 。企业渐渐意识到，仅仅依靠企业自身的 资源，很难在激烈的市场竞争中立于不败之地，市场竞争已经由单一企业之间的竞争发展为 供应链之间的竞争。如何在满足顾客需求的基础上实现低成本的运营，是众多企业所面晒的 难题。在这种背景下，供应链管理的思想在国内外日益受到人们的关注和重视，供应链管理 已成为企业管理发展的一个主要方向。 库存管理是企业生产管理过程中不可缺少的重要组成部分，是价值链实现增值的重要环 节。传统的库存管理中，基于交易关系的各个环节的企业都是自己管理自己的库存，每个企 业都有自己的库存控制目标( 以本企业的最大利益为中心) 和相应的库存控制策略，而且相互 之间缺乏必要的信息沟通，因而不可避免地会产生需求信息的扭曲和时间上的滞后，从而使 得库存需求信息在从供应链的下游向上游的传递过程中被逐级放大，大大增加了供应链的整 体库存水平，在很大程度上削弱了供应链的整体竞争实力。在供应链管理环境下，传统的库 存控制方法一企业各自为政的库存控制模式已无法满足供应链管理的需要。 供应链管理的目标是通过贸易伙伴间的密切合作，以最小的成本提供最大的客户价值 ( 包括产品和服务) ，这就要求供应链上各节点企业的活动必须是同步进行的，相应的库存管 理策略也应当进行必要的整合“。因此，供应链环境下的库存管理成为供应链管理中十分重 要的部分。供应链管理环境下的库存管理策略以整个供应链的库存为管理对象，表现为企业 之间的协作和信息共享，要求将供应商、制造商、分销商和零售商直至最终用户连成一个整 体，用系统的、集成的管理思想进行管理。因此，有效地应用各种库存策略，进行供应链库 存管理技术的优化，对于减少供应链中的库存成本，提高产品生产效率和客户服务水平，从 而提高整个供应链的核心竞争力，具有十分重要的研究意义。 1 2 国内外文献综述 从供应链的结构角度来看，文献研究的主要是两级库存和多级库存。两级库存假设供应 链中的节点企业只有两个，通过两个节点的协调来达到优化供应链的目的。两级库存是多级 库存的一个特例。多级库存假设供应链中存在三个或三个以上的节点企业，多级库存管理可 以采用中心化控制策略和非中心化策略。中心化策略是由核心企业对供应链系统的库存进行 控制，协调上游和下游企业的库存活动。非中心化策略是供应链上各节点企业根据自己的库 存成本做出优化策略，这需要增加供应链的信息共享程度。 ( 1 ) 供应链环境下两级库存研究现状 东南人学碳i 学位论文第一章绪论 国内对供应链环境i n 级库存研究现状 邵晓峰等( 2 0 0 1 ) 分析了一个供应商、一个销售商组成的两级供应链库存系统，分别建 立了非合作时各白成本最优和合作时供应链整体最优的库存模嬲。高峻峻等( 2 0 0 2 ) 在需求 稳定、不允许缺货、考虑运输成本、满足供应商和销售商的帕雷托有效性等条件下，建立了 含价格折扣、使卖方利润最人的两级库存优化模型。高峻峻，_ 于迎军( 2 0 0 2 ) 在需求随机、 订货提前期随机、允许缺货的情况下研究了由两个常8 造商和两个分销商组成的两级分销网络 中的成本优化问题。赵晓煜，汗定伟( 2 0 0 2 ) 提出了供应链中两级分销网络优化设计的模糊 机会约束规划模型，并进一步讨论了如何将模型中的模糊机会约束清晰化。邓瑞林，于启富 ( 2 0 0 3 ) 提出了一种基于i n t e m e f f i n t r a n e t 的v m i 应用模型。牟德一，陈秋取( 2 0 0 3 ) 提出 了一种基于安全库存的两级库存系统的优化方法。张玉华，胡劲松( 2 0 0 3 ) 研究了一个供应 商、多个销售商组成的两级供应链库存系统，提出了一种含价格折扣、允许缺货以及满足供 应商和销售商p a r e t o 有效性的两级供应链库存模型。易东波( 2 0 0 3 ) 通过构建供应链“配送 中心分销商”两级库存系统结构，提出了一种面向随机需求的两级库存协同控制模型。 张润杰，林作铨( 2 0 0 4 ) 提出了一个敏捷、协作和安全的基于协调器的多a g e n t 框架实现的 分布式v m i 模型，使得供应商可以在现有遗留系统的基础上通过网络管理零售商的库存口】。 朱宏，郭海峰，黄小原( 2 0 0 4 ) 提出了一种供应商管理库存的利润模型及其优化策略川。郭 士正，卢震( 2 0 0 4 ) 研究了两级供应链建模及其仿真，建立了不但具有选址及市场顾客配置 作用。还具有对市场销路调控的供应链混合整数规划模型，设计了适用于这种混合整数规划 供应链管理决策的遗传算法。黄海新等( 2 0 0 4 ) 提出了一种基于遗传算法的二级分销网络模 型，并建立一个精简实用的编码方法对其求解。 国外对供应链环境下两级库存研究现状 国外对供应链环境下的两级库存研究已取得了很多开拓性的成果。如：g o y a l ( 2 0 0 0 ) ， g o y a la n d g u p t a ( 1 9 8 9 ) ，j o g l e k a r a n d t h a r t h a r e ( 1 9 9 0 ) ，t h o m a sa n d g r i f f i n ( 1 9 9 6 ) ，a n ds h a r a f a l i a n d c o ( 2 0 0 0 ) 对“购买者供应商”两级库存模型进行了详细的综述。g o y a l ( 1 9 7 6 ，1 9 8 8 ) , b a n e r j e e0 9 8 6 b ) ，l a n d e r o sa n dl y t h ( 1 9 8 9 ) ，c h a t t e r j e ea n dr a v i ( 1 9 9 1 ) a n da g r a w a la n dg a j u ( 1 9 9 6 ) 在证明了能够节约供应链库存成本的方法基础上，提出了一种联合经济批量大小模 型( j e l s ) 。其目标是减少购买者和供应商的联合总成本。该模型考虑了“购买者供 应商”关系之间的能力结构，在联合经济批量模型中，弱小企业的获得将远远超过主导企业 的损失( 1 3 a n e d e e , 1 9 8 6 a p 3 0 8 ) 。 m i n n e re ia 1 ( 1 9 9 9 ) 提出了一个周期性的两级多阶段库存系统。d a l e d a c h a h a l ，s h e l b y h m c i n t y r e ，s t e p h e na ，s m i t h ，k i r t h ik a l y a n a m ( 2 0 0 0 ) 提出了一个v m i 的决策支持系统，帮 助供应商和零售商达到一致的顾客服务水平和库存周转目标1 4 】。j o n a ht y a n ，h u i - m i n gw e e ( 2 0 0 2 ) 介绍了v m i 在台湾地区零售企业的应用，说明了v m i 不仅有降低成本的能力，而且 能够改进服务水平和为供应链中的成员创造商业机会例。s m d i s n e y , a t tp o t t e r , b m g a r d n e r ( 2 0 0 3 ) 调查了v m i 对运输作业的影响，特别研究了批量运输能更好地利用运输工 具1 6 l ，v m i 库存管理的整体性能够在不影响整个供应链动态绩效的基础上使批量减少到最低 2 东南人学硕f 擘位论文 第一章绪论 的运输要求，使得在短期和k 期都可以节约运输成本。w e i - y uk e v i nc h i a n g , g e o r g ee m o n a h a n ( 2 0 0 5 ) 提出了一个在两层双重渠道供应链中的库存管理模型【7 l 。p e d r om r e y e s ( 2 0 0 5 ) 介绍了一个在不对称市场信息的情况下两级库存模型的数学实例，检验了在有一个 制造商和一个零售商的供廊链中扩展的两层报童问题。 y a n oa n dg c r c h a k ( 1 9 8 9 ) ，y a n o ( 1 9 9 2 ) ，h e n i ge ta 1 ( 1 9 9 7 ) 对两级供虑链中联合库存和嚏 输决策进行了研究。a g g a r w a ia n dm o i n z a d e h0 9 9 4 ) 分析了一个生产汾销系统，其中零售裔 补给需求是通过( s 1 ，s ) 策略得到的。c h e r tey 和f e n g y ( 1 9 9 8 ) 针对销售商采用( n q ) 库存策略，使供应商利润最火的情况，研究了一对多的两级供应链库存系统。c h e r tj 和 h u a n gs ( 2 0 0 0 ) 建立由一个供应商、多个销售商组成的两级库存优化模型，分析了供应商 和零售商的运作成本和订单完成率，并在此基础上分析了一些变量( 如：零售商个数、安全 库存水平、订货提前期等) 对整个系统的影响分析。s v i s w a n a t h a n r a j e s hp i p l a n i ( 2 0 0 0 ) 通 过一般的补给时间来协调供应链库存，研究了一个供应商，多个购买者购买单一产品的两级 供应链，供应商提供了一个价格折扣来诱惑购买者接受其战略，最优补给时期和供应商提供 的价格折扣由一个斯坦克伯格博弈方法来决定口】。j o s e p h g e t m e s ，a m y z z e n g ( 2 0 0 0 ) 讨论了 在两阶段分销系统中，库存短缺策略对运输需求的影响1 9 】。g u m a n i ( 2 0 0 1 ) 和v i s w a n a t h a na n d p i p l a n i ( 2 0 0 1 ) 通过使用数量折扣策略，来协调一个供应商和许多零售商的两级库存。 y o n 曲u j f u ，r a j e s h p i p l a n i ( 2 0 0 2 ) 研究了在供应链中供应方协同及其价值，提出了一种在“供 应商分销商”两层供应链中的评价方法，特别研究了供应方协同的库存决策。s v e n 恤a t e r ( 2 0 0 5 ) 研究了在一个集中的仓库和一些零售商的情况下的两级分销库存系统，其中 零售商面对的是随机需求，并且系统由给定批量的连续补给( o ) 策略控制【i q 。 ( 2 ) 供应链环境下多级库存研究现状 国内对供应链环境下多级库存研究现状 李玉良，邵新宇，李培根，高亮( 2 0 0 0 ) 详细介绍了c p f r 模型及其步骤流程图，提出 了c p f r 模型有效地处理合作伙伴间预测异常的方法 h i 。但斌，张旭梅，刘飞，王逢春，黄 河( 2 0 0 0 ) 提出了基于c p f r 的供应链体系结构和合作关系，建立了合作企业价值观【l “。许 永龙，李龙洙( 2 0 0 2 ) 介绍了灰色聚类决策法在供应链库存管理中的应用。用模糊数学、灰 色系统理论完善了供应链库存管理的分类方法及实施过程”。彭禄斌，赵林度( 2 0 0 2 ) 提 出了一种供应链网状结构中多级库存控制模型，在假定需求函数和前置时间函数是随机分布 的前提下，研究了在保证供应链上各企业一定订单执行率的条件下，确定最佳订货批量和订 货临界点的方法【1 4 1 。周曙光，田征( 2 0 0 3 ) 通过对允许缺货、瞬时补货情况下多级库存的 分析，提出了一种多级库存控制的新策略”。翟建军等 2 0 0 3 ) 建立了多级联合库存系统 的数学模型，并采用一种变适应度函数的遗传算法进行求解。曾艳( 2 0 0 4 ) 研究了需求确定 的多级库存系统，得出了对不允许缺货模型，采用2 的整数幂倍数解的固定策略是可行的， 对允许缺货的模型，采用相同的固定策略，可以转化为不允许缺货的模型来求最优解。周鹏 程，程国平( 2 0 0 5 ) 通过建立多级库存分销模型，证明了多级库存分销系统中需求信息集中 共享的重要性。刘桂艳，李跃宇，陈广州( 2 0 0 5 ) 提出了一种敏捷供应链概念下的基于时间 东南人学坝i + 学位论文第一帝绪论 优化的多级库存控制方法。高丽芳，杜秀华( 2 0 0 5 ) 通过分析周期内零售商的平均库存、向 配送中心的订货情况以及零售商的期望库存费朋，提出了一种考虑相关需求的多级库存控制 优化模型”q 。 国外对供席链环境一卜多级库存研究现状 y e o n g - j o o ny o o ，w o n s e o kk i m 币l j o n g t a er h e e ( 1 9 9 7 ) 提出了一种改进的分销资源计 划来设计多级分销网络，动态地确定订购数量和订贿点以适应需求，减少缺货的概率。 a g g a r w a la n d m o i n z a d e h ( 1 9 9 7 ) 研究了紧急订购机制下的多级库存系统。d e k k e r e ta 1 ( 1 9 9 8 ) 研究了最人订购批量的多级库存系统模型。b a g a n h a m p 乖l c o h e n m a ( 1 9 9 8 ) 给出了由 一个供应商、一个配送中心和n 个销售商组成的三级库存模型，n 个销售商服从独立同分布 的随机需求过程且由同一配送中心配货。d i k s 和d e k o k ( 1 9 9 8 ) 提出了一种周期性订购策 略下发敖多级库存系统的成本最优补给策略。r a mg a n e s h a n ( 1 9 9 9 ) 提出了一种多零售商， 一个仓库、多个供应商的三级供应链库存管理模型。m u n s o na n dr o s e n b l a t t ( 2 0 0 1 ) 提出了一 个协调有数量折扣的三级供应链库存优化模型。i i d a ( 2 0 0 1 ) 提出了一种需求不稳定下的动态 多级库存模型。l l a r i a g i a n n o c c a r o ，p i e r p a o l o p o n t r a n d o l f o ，b a r b a r a s c o z z i ( 2 0 0 3 ) 提出了一个 供应链多级库存管理的模糊方法，其使用模糊集理论来定义市场需求和库存成本的不确定 性，并用一个三层的供应链来显示补给的方便性，通过模拟证明了该方法比较好0 7 j 。m o u t a z k h o u j a ( 2 0 0 3 ) 研究了一种多阶段多客户供应链的最优库存决策，建立了一个三级供应链库 存模型，其中一个公司可以供应许多客户，并提出了一种供应链库存协调机制，求解了成本 最小化的模型i l m 。 h s i n r a u ，m e i - y i n g w u , h u i - m i n g w e e ( 2 0 0 3 ) 提出了一个供应商，一个制造商和一个客 户在考虑产品变质情况下的多级供应链库存管理模型，说明了联合库存策略相比独立决策方 法能降低供应链库存总成本【l 。a n d r e wj ，c l a r k , h e r b e r ts c a r f ( 2 0 0 4 ) 提出了多级库存问题的 最优策略，重点讨论了直线型和发散型多级供应链最优策略的求解方法口“。c h e n g l i a n g c h e r t ，w e n - c h e n g l e e ( 2 0 0 4 ) 提出了一种不确定产品需求和价格的多级供应链下的多产品、 多阶段、多周期计划模型，该模型通过构建一个混合整数非线性规划模型来满足不同的冲突 目标。gp k i e s m u l l e r , a gd e k o k ( 2 0 0 5 ) 提出了一种基于数量联合运输的离散型多产品、 多级库存系统，其中订购数量达到预先规定的数量时才可以运输【2 l j 。 综上所述，国内外专家和学者对供应链环境下的库存管理及优化方法展开了广泛的研 究，也取得了许多开拓性的成果。这些研究都是基于一定的假设条件，解决了部分实际问题， 但仍然存在着许多不足，如有些模型没有考虑缺货情况，或只考虑单一产品、没有考虑多产 品情况等。 l 1 3 本文研究的主要内容 针对供应链环境下库存管理方法的研究现状及存在的问题，本文从供应链两级库存管理 和多级库存管理方面傲了一些改进，具体研究内容如下： 第一章绪论，介绍论文的研究背景与意义，综述两级库存管理和多级库存管理的国内外 d 东南人学硕l ：学位论文第一幸绪论 文献，并介纠本文研究的主要内弈。 第二章供麻链管理相关理论概述，从供麻链管理的概念入手，首先介磐 了供应链的特征。 供应链管理的概念、内容及特征。然厉介绑了库存的定义、功能、传统的库存管理方法及供 应链管理环境下库存管理存在的问题。最后介绍了供应链管理中影响库存的因素，士要包括 “牛鞭效应”及不确定性。 第二章供应链环境下典型的库存管理方法，主要介绍供应商管理库存的概念、模型、实 施原则和实施方法，联合库存管理的概念、优点及实施策略，协同规划、预测和补给的概念、 体系结构及实施步骤。 第四章供应链环境下的两级库存策略研究，首先提出了一种需求不确定下的两级库存管 理模型，其中假设当零售商缺货时，有一部分顾客选择等待零售商的特别订货；在需求不确 定的基础上，详细地研究供应和需求都不确定的两级库存管理模型，提出了一种供应链利润 分配机制，并迸一步用算例说明了该模型的应用。 第五章供应链环境下的多级库存管理研究，首先介绍了多级库存优化的原则、类型及级 库存的概念；其次以多级库存地串行系统为例，提出了多级库存优化的一般模型及求解方法； 然后提出了一种允许缺货的易变质产品的多级库存管理模型，并通过算例说明了该模型的应 用；最后提出了一种供应链环境下的多产品多级库存管理模型。 第六章总结和展望，总结了本文所做的工作以及未来进一步的研究方向。 5 东南人学硕j ：学位论文第一二章供心链管理概述 第二章供应链管理概述 2 1 供应链管理的概念、内容及特征 2 1 1 供应链管理的概念 关于供应链的概念有许多种，一般认为供应链是嗣绕核心企业，通过对信息流、物流、 资金流的控制，从采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品。最后由销售网络把产品送 到消费者手中的将供应商、制造商、分销商、零售商、宜至最终用户连成一个整体的功能型 网络结构模式j 。它是一个范围很广的企业结构模式，包括所有加盟的节点企业，从原材料 供应开始，经过链中不同企业的制造加工、组装、分销等过程直至最终用户。它不仅是一条 连接供应商到用户的物料链、信息链、资金链，而且是一条增值链，物料在供应链上因加工、 包装、运输等过程而增加其价值，从而给相关企业都带来收益。 根据以上供应链的定义。其结构可以简单地归纳为如图2 1 所示： 物料供应商 制造生产分销 零售用户 iiiiif 供应商的供应商 用户的用户 产品流 资金流信息流 图2 - 1 供应链的网链概念模型 扶供应链的概念模型可以看出，供应链是一个网链结构，由围绕核心企业的供应商，供 应商的供应商和用户、用户的用户组成。节点企业与节点企业之间是一种需求与供应关系。 供应链主要具有以下特征： ( 1 ) 复杂性。由于供应链节点企业组成的跨度不同，供应链往往由多个企业、多种类 型的企业甚至多国企业构成，所以供应链的结构模式比单一企业的结构模式更为复杂。 ( 2 ) 动态性。由于企业战略和市场需求的变化，供应链上的节点企业需要不断动态更 新，才能满足市场环境的变化，从而使供应链具有明显的动态性。 ( 3 ) 面向客户需求。供应链的形成和重构都是基于特定的市场需求，并且在供应链的 运作过程中，客户的需求是拉动供应链的信息流、物流和资金流运作的源动力。 6 东南人学碗l 掣位论文 第一二章供腑链管理概述 ( 4 ) 交义性。节点企业可以是这个供应链的成员，同时义是另一个供麻链的成员。众 多的供应链形成交义结构，增加了协调管理的难度。 供廊链管理是一个集成的管理思想和方法，它执行供应链中从供席商剑最终川户的物流 的计划丰控制功能。供应链管理是指为了满足顾客的需求，在从原材料到最终产品的过程中， 为了获取有效的物资运输和储存，以及高质量的服务和有效的相关信息所做的计划、操作和 控制。供应链管理把供应链上的各个企业作为一个不可分割的整体，使供应链上各企业分担 的采购、生产、销售等职能成为一个协调发展的有机体。供应链管理的理念是利用系统论的 观点，在控制需求和供给基本平衡的基础上，对业务流利、组织结构，企业内外各种资源利 用、生产、流通计划与交货、销售、服务及仓库布局、库存量控制等各个方面进行多目标优 化，直至实现最优。 2 1 2 供应链管理的内容 供应链管理主要涉及到四个主要领域：供应( s u p p l y ) 、生产计划( s c h e d u l e p l a n ) 、物 流( l o g i s t i e s ) 、需求( d e m a n d ) 。由图2 - 2 可见，供应链管理是以同步化、集成化生产计划 为指导，以系统工程、运筹学、管理技术和通信技术等为支撑，尤其以i n t e m e t i n t r a n e t 为依 托，围绕供应、生产作业、物流和需求来管理整个供应链。供应链管理主要包括计划、合作、 控制从供应商到用户的物料( 零部件和成品等) 和信息。供应链管理的目标在于提高用户服 务水平和降低总的交易成本，并且寻求两个目标之间的平衡。 图2 - 2 供应链管理涉及的领域 在以上四个领域的基础上，可以将供应链管理细分为职能领域和辅助领域。职能领域主 要包括产品工程、产品技术保证、采购、生产控制、库存控制，仓储管理、分销管理。而辅 助领域主要包括客户服务、制造、设计工程、会计核算、人力资源、市场营销。 由此可见，供应链管理不仅关心物料实体在供应链中的流动，除了企业内部与企业之间 的运输问题和实物分销以外，供应链管理还包括以下主要内容： 东南人学碗j ：学位论义 第二章供腑链管理概述 ( 1 ) 战略性供应商和埘户合作伙伴关系管理： ( 2 ) 供应链产品需求预测和计划； ( 3 ) 供应链的设计( 全球竹点企业、资源、设备等的评价，选择和i 定位) ； ( 4 ) 企业内部与企业之间物科供应与需求管理； ( 5 ) 基于供应链管理的产晶设计与制造管理、生产集成化计划，跟踪和控制； ( 6 ) 基于供应链的| f l 户服务和物流( 运输、库存、包装等) 管理； ( 7 ) 企业问资金流管理( 汇率、成本等问题) ； ( 8 ) 基于i n t e r n e t i n t r a n e t 的供应链交互信息管理等。 供应链管理注重总的物流成本( 从原材料到最终产成品的费用) 与用户服务水平之间的 关系，为此要把供应链各个职能部门有机地结合在一起，从而最大限度地发挥出供应链整体 的力量，达到供应链企业群体获益的目的。 2 1 3 供应链管理的特征 供应链管理具有如下几个特征： ( 1 ) 以客户满意为最高目标。供应链管理以客户为中心，客户服务目标的设定优先于 其他目标。它通过降低供应链总成本和实现对客户需求的快速反应，提高客户满意度，获取 竞争优势。 ( 2 ) 企业之间关系更为密切。在供应链管理中，参与各方超越了组织机构的界限，进 行跨部门、跨职能和跨企业的密切合作，建立合作伙伴关系，共享利益，共担风险，实现双 赢。 ( 3 ) 实施集成化管理。供应链管理不仅是节点企业和技术方法等方面的简单连接，而 且是应用网络技术和信息技术，重新组织和安排业务流程，追求物流、信息流和资金流等方 面的集成化。 ( 4 ) 把供应链中所有节点企业作为一个整体进行管理。供应链管理涵盖了从供应商到 最终客户的采购、制造、分销，零售等职能领域和过程( 见图2 - 3 ) 。 图2 - 3 供应链管理的范围 ( 5 ) 供应链管理强调和依赖战略管理。供应链管理注重从战略的、全局的和长远的角 度考虑企业以及整个供应链的生存和发展问题，如供应链企业合作伙伴关系的建立、供应链 运作绩效的评价、供应链成员激励机制的建立等。 - s 东南人学删j ：学位论丘=第二章供腑链管理概述 ( 6 ) 供应链管理具有更高的目标。供庶链管理通过管理库存和合作关系以达到高水平 的服务，而不是仅仅完成一定的市场目标 ( 7 ) 供麻链管理更具柔性。在供应链管理环境下，企业和供应链具有快速响麻环境变 化的能力，系统地运作更能适应快速变化的市场需求。例如，备节点企业的技术具有相互协 调性平兼容性，各节点企业在面对市场的不确定需求时能确保及时有效地供给。 2 2 库存管理概述 2 2 1 库存的定义 库存改变了企业生产经营的模式，改变了企业面向市场的方式。库存具有狭义和广义两 种含义。 ( 1 ) 狭义的观点认为，库存仅仅是指在仓库中处于暂时停滞状态的物资。 ( 2 ) 从广义的观点看，库存表示用于将来目的、暂时处于闲置状态的资源。因而需要 明确两点：其一，资源停滞的位置，可以是在仓库里、生产线上或车间里，可以是在非仓库 中的任何位置，如汽车站、火车站及机场码头等类型的流通节点上，甚至也可以是在运输途 中；其二，资源的闲置状态可能由任何原因引起，而不一定是某种特殊的停滞。资源闲置的 原因大体有：主动的各种形态的储备；被动的各种形态的超储；完全的积压。 2 2 2 库存的功能 库存的作用主要是能有效地缓解供需矛盾，尽可能均匀地保持生产，企业维持库存的原 因，主要表现在企业对资源的平衡利用上： ( 1 ) 客户资源平衡。为了保护企业避免遭受无法预料的顾客需求的变化，防止短缺而 遭受损失，企业必须持有一定的库存。但顾客需求总是难以预料的，并且由于产品寿命周期 的不断缩短及市场上不断出现新的竞争性产品的原因，顾客需求的不确定性增加了。持有一 定量的库存有利于调节供需之闻的平衡，防范由于不稳定的物流引起的人员和设备的停工， 保证企业按时或快速交货，能够避免或减少由于库存缺货或供货延迟带来的损失，对于企业 改善顾客服务质量具有重要作用。 ( 2 ) 生产资源平衡。在许多情况下，供应的数量和质量、供应商的成本及交货时间存 在着很大的不确定性，而库存具有保持生产过程连续性( 节省作业交换费用) ，分摊订货费 用、快速满足客户订货需求的作用。库存有助于缓解具有不同生产速率的生产制造环节，协 调生产资源在时间和空间上的衔接。 批量库存不仅降低了企业生产调整的频率，而且提高了机器设备的利用率。库存对于实 施良好的客户服务，通过保持生产速率以合理规模的制造批量安捧生产，从而对保持企业的 竞争力具有重要的意义。 ( 3 ) 运输资源平衡。运输企业提供的规模经济鼓励企业运输大量产品因而持有大量 库存。实际上，许多承运入通过向托运入提供各种折扣来鼓励大量运输。 9 一 东南人学硕j ：学位论义第二章供麻链管理概述 2 2 3 传统的库存管理方法 库存控制的目的，是实现对企业整体经营进行有效地监控和管理，以维护客户服务水平 平库存投资的最佳平衡。因此，要想以较小的库存投资保持较高的客户服务水平，就需要采 取科学的库存决策方法。- 卜面简要介绍儿种传统的库存控制方法口3 l ： ( 1 ) 6 0 天订货法则。此法认为零售量的变化对企业生产的影响将被放大到6 1 0 倍。它 主要是指，每次重新订货时，订购足够数量的物料，使得现有库存与己订货量的总数等于过 去6 0 天的销售量。这一法则体现了销售方面对库存应如何管理的概念，它被广泛应朋在分销 仓库管理中。 ( 2 ) a b c 分类法。美国g e 公司创立了库存a b c 分类法。将库存分为如下a b c 三级：a 级项目，即少数项目的价值占整个库存量总值比例特别高，通常为1 5 2 0 的项目约占 7 5 * * - 8 0 的总值；b 级项目，即数量较多而总值不高，通常3 0 - 4 0 的项目约占1 5 的总值； c 级项目，即数量很多而价值占总量很少，通常为4 0 5 0 的项目仅占5 * * - 1 0 的总值。应 用a b c 分类法首先要列出物品及年度使用量，并与单价相乘，从年度使用金额最高的开始将 物品排序，然后累计计算出各物品年使用金额及累计百分数，从而将物品分类库存。a b c 分类法是库存控制的基本方法之一，并广泛应用于库存控制、生产控制、质量控制及其他许 多管理问题。 ( 3 ) 订货点法。订货点法是建立在客户需求不确定，从而导致预测不准但又要保证客 户服务水平这一要求下的较好地确定订货时间的方法，它主要是在泊松分布和高斯分布的理 论基础上建立起来的。它是指现有库存量降到预定的水平即订货点时就开始订货的方法。根 据现有库存量与订货点比较。找出那些现有库存量小于订货点的物品，并从物品的订货批量 方式中取出批量方式和批量作为本次订货的数量，生成采购计划。订货点法适用于具有相对 连续的、稳定需求的存货，并且可以使用经济批量或固定批量来计算订货批量。 ( 4 ) 经济订货批量法。订货批量概念是根据订货成本来平衡库存维持成本，了解这种 关系的关键是平均库存等于订货批量的一半。因此，订货批量越大，平均库存就越大，每年 的库存维持成本也就越大。然而，订货批量越大，每一计划期需要的订货次数就越少，订货 总成本也就越低。把订货批量公式化可以确定精确的数量，对于给定的需求量，订货和维持 库存的综合成本最低。经济订货批量( e c o n o m i co r d e rq u a n t i t y , e o q ) 的标准公式如下： g o q 2 j 带 式中，e o q 一经济订货批量；c j 每次订货发生的费用；c l 每年库存成本； d 每年需求量，单位数；( ，每年单位成本。 ( 5 ) 离散订货批量。在现实中。e o q 并不适合所有的情况。在许多检修作业环境中， 具体零部件的需求时间并没有规律性，且需求量也难以预测。这种没有规律性的使用要求是 一种因果需求，取决于检修计划。也就是说，当检修作业发生时，所需组装的零部件必须是 可得的。在每次需求闻隔期间，无需保持零部件存货储备状态，只要需要时可以得到就行了。 相关需求的存货服务需要根据种调整后的方法来确定订货批量，这种批量称作“离散订货 1 0 东南人学顾l ：学位论文第一二章供腑链管理概述 批量”( d i s c r e t e l o t s i z i n g ) 。之所以将这种技术识别为“离散的”，意指采购的目的是在 特定的时间点上获得的零部件等- 丁净需求。由丁有连续不断的零部什需求，所以，使刚离散 订货批龉采购的数量将会在订货之间发生变化。 2 。2 4 供应链环境下库存管理存在的问题 目前供应链环境下的库存管理存在的主要问题有二人类：信息类问题